Dimensionamento de Disjuntor e DDR

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Exemplos de Dimensionamento
Exemplo 6.1) Dimensione o disjuntor para proteção do circuito terminal de um chuveiro,
com a seguintes características:
• S= 5400 VA, V=127V
• Dois condutores de cobre carregados, instalados em eletroduto embutido em alvenaria
• Temperatura ambiente: 35oC
• Corrente de curto-circuito presumida no ponto de instalação do disjuntor: Ik=1 kA
• Quadro ventilado
• Considere que a corrente de sobrecarga do condutor ao longo de sua vida útil seja controlada e
não superará 100 horas durante 12 meses consecutivos ou 500 horas ao longo da vida útil do
condutor
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Resolução
- Cálculo da proteção (DTM)
- Proteção contra sobrecarga:
- Substituindo (c) em (b) temos:
- A inequação (d) já está presente em (a), logo basta utilizar a inequação (a)
para dimensionar o DTM:
(𝑎) 𝐼𝑃 ≤ 𝐼𝑛 ≤ 𝐼𝑧 (𝑏) 𝐼2 ≤ 1,45 × 𝐼𝑧
NBR IEC 60898 -> 𝐼2 = 1,45 × 𝐼𝑛 (c)
𝐼2 = 1,45 × 𝐼𝑛 ≤ 1,45 × 𝐼𝑧 → 𝐼𝑛 ≤ 𝐼𝑧 (d)
(𝑎) 𝐼𝑃 ≤ 𝐼𝑛 ≤ 𝐼𝑧
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Resolução
- Cálculo de Ip:
- Cálculo de Iz :
- Assim:
𝐼𝑃 =
𝑆
𝑉
= 5400
127
= 42,52 A
𝐼𝑍 = 𝐼𝐶 × 𝐹𝐶𝑇 × 𝐹𝐶𝑅 × 𝐹𝐶𝐴 →
=1, pois só há um circuito no eletroduto.
=1, pois o eletroduto não está enterrado no solo.
= 0,94 ( 35oC, Tabela 10.14).
= 57 A ( B1, 2CC, 30oC, Tabela 10.10).
42,52 ≤ 𝐼𝑛 ≤ 53,58
𝐼𝑍 = 57 × 1 × 1 0,94 = 53,58 A
DTM com In = 50A com curva tipo B ( Folha técnica GE).
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Resolução
- Proteção contra curto-circuito:
Ics ≥ Ik Ics ≥ 1 kA Ics=3kA ( Folha técnica GE).
- Especificação final do DTM:
- Minidisjuntor monopolar
- In=50 A
- 127 V
- Ics= 3kA
- 60 Hz
- Curva B
Curva B
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Tabelas
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Tabelas
• Fabricante de disjuntores GE
I2
Int 
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6.4- Dispositivos Diferenciais Residuais
• Segundo a NBR 5410 os dispositivos diferenciais residuais possuem múltiplas funções,
como:
– Proteção dos condutores contra sobrecorrentes;
– Proteção das pessoas contra choques elétricos;
– Proteção contra incêndios;
– Controlam o isolamento da instalação elétrica, impedindo o desperdício de energia por fuga
excessiva de corrente na instalação elétrica.
• O que vem a ser um dispositivo diferencial residual?
– São dispositivos de proteção que atuam quando existe uma corrente residual (fuga de
corrente) circulando na instalação;
– Tem a principal função de proteger as pessoas contra eventuais acidentes com choques
choque elétricos, diretos e indiretos;
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Princípio de funcionamento do DDR
• Fuga de Corrente:
– São causadas primordialmente por falha no
isolamento ou por falhas internas dos
equipamentos.
• I1 = I2 + Id
– Em condições normais: Id = 0
• A corrente de fuga pode ser devido a falha de
isolação ou a um choque elétrico.
– Id= I1-I2
– O DDR atua medindo a todo instante a corrente
diferencial residual.
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Funcionamento do DDR
• DDR Bipolar
– Formado por uma bobina principal, enrolada
sobre um núcleo magnético.
– Em condições normais de operação o fluxo
resultante é nulo.
– A bobina secundária é ligada a um relé.
– Caso a corrente diferencial-residual seja superior
ao limite de atuação, a bobina secundária envia
um sinal para o relé abrir os contatos principais.
– O botão de teste (T) permite testar o DR. Este
causa um desequilíbrio, provocando a atuação do
DR.
DDR
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Funcionamento do DDR
• Sensibilidade:
– É o valor de corrente que fará com que o DDR desarme, chamada corrente diferencial-
residual de atuação (I∆n);
– DR com I∆n 30mA são classificados como DR de baixa sensibilidade.
• São utilizados na proteção contra incêndios e em esquemas de aterramento IT.
• Observação:
– Um DDR já atua instantaneamente para I∆n /2
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Curva de Atuação do DDR
Fonte: Catalogo de Produtos 
Pial Legrand 2004 e 2005
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Especificação Técnica do Dispositivo DR
• As principais características técnicas são:
– Corrente Nominal (In – A);
– Corrente diferencial-residual nominal de atuação – IΔN(mA);
• 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA.
– Tensão nominal – Vn(V);
– Capacidade de Interrupção – Icn(kA);
– Frequência- f (Hz);
– Número de pólos – 2 ou 4 pólos (bipolar ou tetrapolar).
• Podem ser encontrados de diversos tipos:
– Interruptores diferenciais – residuais;
– Disjuntores com proteção diferencial residual incorporada;
– Tomadas com interruptor diferencial – residual incorporado;
– Blocos diferenciais acopláveis à disjuntores de caixa moldada ou a disjuntores modulares (mini-
disjuntores).
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Disjuntor Diferencial Residual
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Interruptor Diferencial Residual
Fonte: Catálogo de Produtos GE
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6.4.1- O DDR e a Proteção contra Choque Elétrico
• O que é um choque elétrico?
– É a sensação fisiopatológica sentida por uma pessoa ao ficar sujeita a uma diferença de
potencial entre as mãos, entre mão(s) e pé(s), entre os pés, ou entre a cabeça e membro(s).
• Classificação do choque elétrico
– Contato direto:
• É o contato de pessoas e animais diretamente com partes energizadas de uma instalação elétrica.
– Contato indireto:
• É o contato de pessoas e animais com partes metálicas (equipamentos) ou elementos condutores
que por falta de isolação ficaram acidentalmente energizados.
• Estudos na década de 20 levaram ao levantamento dos efeitos da correntes no corpo
humano.
– Normas IEC 479, 479-1 e 479-2.
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Reações Fisiológicas do Choque Elétrico
• A figura abaixo ilustra as zonas tempo/corrente dos efeitos da corrente alternada, bem
como as reações fisiológicas sobre as pessoas.
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DDR e a proteção contra Choque Elétrico
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• Para uma corrente de 10 mA qual o tempo de atuação do
DR? E para 15 mA e 30 mA?
Curva DR Regiões de Choque Elétrico
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Corrente de Choque Elétrico
• Quando uma pessoa toca uma parte ativa da
instalação, duas resistências são importantes:
– A resistência interna da pessoa (RM);
– A resistência da ligação à terra (Rst).
• No caso de acidente, o pior caso ocorre para quando
Rst=0.
• A resistência do corpo humano varia:
– Entre as mãos ou entre a mão e pé, possui valor
médio de 1000 Ω;
• Para uma tensão de falha de 220V, a corrente que
circula pelo corpo humano é de 220 mA ( 127 mA
para 127V).
• Esta corrente pode matar? E aí que atua o DDR....
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6.4.2- Prescrições da NBR 5410 sobre DDR
• A NBR 5410:2004 estabelece as prescrições mínimas quanto a aplicação dos
dispositivos DR:
– Deve-se usar DR de alta sensibilidade (IΔn≤30mA) para proteção contra contato direto e
indireto;
– Obrigatoriedade do uso de dispositivos DR de alta sensibilidade:
• Locais que contenham banheira
ou chuveiro deve possuir proteção IΔn≤30mA;
• Circuitos que sirvam pontos de utilização em locais como banheira ou chuveiro;
• Circuitos de tomadas de corrente situadas em áreas internas que possam vir a alimentar
equipamentos no exterior;
• Circuitos que, em locais de habitação, sirvam pontos de utilização situados em cozinha, copas-
cozinhas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e em áreas internas molhadas em uso normal
ou sujeitas a lavagens.
– O uso de DR não dispensa, em nenhuma hipótese o uso do condutor de proteção, em toda
sua extensão;
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6.4.3-Instalação do DDR no QDC
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Instalação do DDR no QDC
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Instalação do DDR no QDC
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Instalação do Interruptor Diferencial Residual
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Instalação do Disjuntor Diferencial Residual
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